Optimización de la tardanza total en máquinas paralelas: caso de estudio en la industria del café

La programación de producción es una de las tareas con mayor importancia en sistemas de manufactura ya que permite la asignación de trabajos con cierto número de recursos disponibles. En la industria de manufactura y de servicios, poder cumplir con los compromisos acordados con los diferentes clientes y con los plazos de producción puede generar mayores niveles de satisfacción y ventajas competitivas en el mercado. Por otra parte, una de las principales industrias a nivel mundial es la cafetera. El café es la segunda materia prima más negociada del mundo. Por lo tanto, en esta investigación se aborda la optimización de la tardanza total en la programación de trabajos en máquinas paralelas para un caso de estudio en una tostadora de café. Este es un problema NP-hard donde cada trabajo requiere del proceso de tostión y, además, cuenta con una fecha de entrega asociada. El tiempo de procesamiento de cada trabajo depende de la máquina que se designe y no todas las máquinas puede ejecutar todos los trabajos. Se presenta el modelo matemático para describir el problema mediante programación lineal entera mixta y se implementa en Python. Adicionalmente, se propone un modelo mate heurístico basado en la heurística ATC que permite reducir el tiempo de cómputo y obtener soluciones cercanas al óptimo. Este modelo fue evaluado con mil instancias de datos reales del proceso de tostión. Para la solución del problema se utilizó el optimizador Gurobi. El método exacto muestra altos tiempos de cómputo por lo que se propuso realizar primero la secuenciación de trabajos para luego asignarlos a las maquinas por medio de un modelo matemático simplificado. Al utilizar el modelo mate heurístico propuesto se logra reducir en promedio un 53.98% el tiempo de ejecución y con respecto a la tardanza de la solución, este modelo logra una mediana del 0.0% con respecto al óptimo.